Permafrost em degelo está a enferrujar rios do Ártico na Brooks Range do Alasca

Em algumas das áreas mais isoladas do Ártico, rios que antes corriam límpidos começam a ganhar uma coloração laranja estranha e turva.

A água passa a carregar partículas ricas em ferro, capazes de sufocar insetos, obstruir as brânquias de peixes e desorganizar ecossistemas inteiros de riachos.

Um novo estudo afirma que agora os cientistas conseguem explicar com muito mais clareza por que isso está a acontecer - e a resposta aponta para uma força dominante: o degelo do permafrost.

Os investigadores já suspeitavam que o aumento das temperaturas e o derretimento do permafrost estariam por trás do “enferrujamento” de rios na Brooks Range, no Alasca. Contudo, o novo artigo avança bastante além dessa hipótese. Ele descreve em detalhe como o solo a descongelar aciona dois processos distintos que, no fim, convergem para o mesmo resultado inquietante: cursos de água laranja e contaminados.

Um sistema congelado começa a desfazer-se

Durante milhares de anos, o permafrost manteve grandes porções do Ártico “travadas”. O solo permanecia congelado, a água circulava de outro modo e minerais enterrados no terreno ficavam, em grande medida, isolados do ar e da água corrente. Isso está a mudar.

À medida que o clima aquece, a camada congelada descongela, e materiais que antes estavam selados passam a interagir com o ambiente de maneiras novas. No norte do Alasca, isso significa que ferro e outros metais estão a ser mobilizados para os rios numa escala ampla.

Problemas em diferentes altitudes

Para entender o fenómeno, a equipa de pesquisa analisou a paisagem em vários níveis. Partiu de uma visão regional mais ampla, depois concentrou-se num sistema fluvial específico e, por fim, aproximou-se ainda mais para estudar um único igarapé.

Esse desenho permitiu ligar padrões extensos ao longo da Brooks Range aos processos químicos e biológicos menores que, de facto, ocorrem no terreno.

“Em altitudes intermédias, mais densamente florestadas, não há grande coisa a acontecer. Mas, nas altitudes mais altas e nas mais baixas, conseguimos ver fenómenos claramente diferentes”, disse o autor principal do estudo, Roman Dial, professor emérito da Alaska Pacific University.

Química nas altitudes mais elevadas

Nas partes mais altas, o problema começa em áreas rochosas que contêm pirita, frequentemente chamada de “ouro de tolo”.

Por muito tempo, o solo congelado protegeu essa pirita de reagir com água e oxigénio. Quando o descongelamento se inicia, porém, a química muda rapidamente.

“Quando a pirita entra em contacto com água, ela se desagrega. Ela se decompõe em ferro e enxofre, gerando ácido sulfúrico, além de sulfato e outros metais tóxicos”, afirmou o coautor correspondente Tim Lyons, biogeoquímico da UC Riverside.

“Quando a água rica em ferro se mistura com mais oxigénio, o ferro transforma-se em partículas semelhantes à ferrugem, que tingem a água e mancham os sedimentos do fundo de laranja.”

Esse mecanismo é conhecido como drenagem ácida de rochas, um processo que muitas pessoas associam à poluição provocada pela mineração.

Aqui, no entanto, ele ocorre num cenário sem qualquer mina - um lugar que era considerado naturalmente protegido precisamente por ser tão frio e remoto.

É isso que torna o achado tão marcante: algo que se parece com contaminação industrial está a ocorrer num ambiente selvagem e anteriormente intacto.

O que acontece nas altitudes mais baixas

Nas altitudes mais baixas, a dinâmica é outra. A paisagem é mais húmida, com zonas alagadas em expansão à medida que o permafrost derrete e o terreno cede e se remodela.

Nesses solos encharcados, há pouco oxigénio, o que altera a forma como microrganismos vivem. Em vez de utilizar oxigénio como os humanos, alguns desses microrganismos “usam” ferro.

“Quando respiramos, o oxigénio entra e é convertido no dióxido de carbono que exalamos”, disse Dial.

“De forma semelhante, microrganismos estão a consumir ferro nos solos das terras baixas e a convertê-lo numa forma solúvel em água que se infiltra nos riachos e acaba por gerar o enferrujamento quando encontra água superficial oxigenada.”

O degelo do permafrost altera a paisagem

Nas zonas húmidas de terras baixas, os microrganismos mobilizam ferro por uma via diferente. O efeito visível continua a ser água laranja, mas a química por trás não é igual à observada nas montanhas.

Essa distinção ajudou os investigadores a separar os dois mecanismos: no sistema de maior altitude, ácido e sulfato fazem parte do sinal; já nas terras baixas, não.

Em conjunto, porém, ambos os processos apontam para o mesmo motor de fundo: o permafrost a descongelar está a mudar o funcionamento da paisagem.

Prever contaminação no futuro

O estudo também identificou algo que pode ajudar a antecipar onde o problema deve surgir a seguir.

A cada verão, a camada superficial do solo descongela até atingir o seu ponto máximo antes de voltar a congelar no inverno.

O ferro libertado numa estação de degelo não precisa, necessariamente, chegar de imediato aos rios - parte pode ficar retida no solo e ser arrastada apenas no ano seguinte.

Ao comparar registos de longo prazo da temperatura do solo com a química dos cursos de água, os cientistas observaram que esse atraso pode servir para prever contaminações futuras.

“Isso significa que podemos usar as temperaturas do solo para ajudar a prever a qualidade da água no futuro”, disse a ecologista da University of Alaska, Paddy Sullivan.

Ela notou pela primeira vez as mudanças estranhas nos rios durante trabalho de campo em 2019 e descreveu a água como parecendo “como esgoto”.

Esse tipo de previsão pode ser crucial, porque, quando o enferrujamento começa, talvez haja muito pouco que alguém consiga fazer para o interromper.

O dano já é grave

Partículas finas de ferro conseguem permanecer em suspensão na água por mais de 100 quilômetros.

Ao descerem o curso do rio, tornam a água turva, recobrem o leito, sufocam algas, desorganizam comunidades de insetos e prejudicam a respiração dos peixes ao entupir as brânquias.

Os investigadores consideram que essas alterações podem já estar a afetar salmões no Alasca e no Canadá vizinho.

O salmão precisa de leitos de cascalho limpos para desovar, e os juvenis dependem de cadeias alimentares sustentadas por algas e insetos aquáticos.

Quando esses sistemas são perturbados, os impactos podem propagar-se rapidamente por todo o ecossistema.

Não é apenas um problema do Alasca

A Brooks Range pode ter sido o local onde os sinais de alerta ficaram mais evidentes, mas, segundo os investigadores, é improvável que isto permaneça restrito ao norte do Alasca.

Combinações semelhantes de permafrost em degelo e geologia rica em metais existem noutras partes do mundo, incluindo o norte do Canadá, os Andes e os Alpes.

A equipa afirma que processos comparáveis já estão a ser observados também na Rússia.

“Já está a acontecer na Rússia e vai continuar a acontecer em qualquer lugar onde exista a geologia certa e temperaturas em aumento”, disse Lyons.

“Começou como um canário na mina de carvão na Brooks Range, mas agora esses canários estão a piar por toda parte.”

Nenhum lugar é seguro

Ao contrário da poluição proveniente de uma mina ou de uma fábrica, este tipo de contaminação não surge de uma fonte única e contida.

Ela é difusa, espalha-se pela paisagem e está ligada ao próprio aquecimento, o que a torna muito mais difícil de gerir.

“Pensaríamos que, se algum ecossistema pudesse esconder-se dos efeitos do aquecimento e de grandes pegadas humanas, seria este. Mas não é o caso”, disse Lyons. “Não existe lugar seguro.”

Esses rios não mudam por abuso industrial local, mas porque as regras físicas da paisagem estão a ser reescritas pelas mudanças climáticas.

Mesmo os lugares mais remotos e aparentemente intocados já não estão isolados disso.

As mudanças são permanentes?

Embora possa não haver um caminho real para reverter o enferrujamento depois que ele começa, saber onde há maior probabilidade de aparecer ainda pode ajudar.

Esse conhecimento pode contribuir para proteger habitats especialmente importantes e para alertar comunidades a jusante com antecedência, dando-lhes tempo para se preparar.

“Não há como consertar isto quando começa. Mas podemos avisar as pessoas a jusante e trabalhar duro para proteger os lugares que ainda são seguros e menos vulneráveis ao enferrujamento”, concluiu Lyons.

Crédito da imagem: Josh Koch, U.S. Geological Survey